Eksempelspørgsmål om Coulombs lov

10 eksempler på Coulombs lov

1. To ladninger er arrangeret som vist på figuren nedenfor. Ladningen ved A er +8 mikro-Coulomb, og ladningen ved B er -5 mikro-Coulomb. Coulomb-kraft at virke på begge ladninger er... (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 mikro-Coulomb = 10^-6 C)

Diskussion
Det er kendt :

Spurgte Størrelsen af ​​den elektriske kraft, der virker på begge ladninger
Jawab :

Formel Coulombs lov :

Stor elektrisk kraft som virker på begge belastninger:

2. Den elektriske ladning P = +10 mikro-Coulomb og den elektriske ladning Q = +20 mikro-Coulomb er adskilt som vist på figuren. Størrelsen af ​​Coulomb-kraften, der virker på begge ladninger, er…

Diskussion
Det er kendt :

Spurgte Størrelsen af ​​Coulomb-kraften, der virker på begge ladninger
Jawab :

Størrelsen af ​​Coulomb-kraften eller den elektriske kraft, der virker på begge ladninger, er 125 Newton.

3. Tre elektriske ladninger er placeret separat som vist på billedet! Ladning A = -5 mikro-Coulomb, ladning B = +10 mikro-Coulomb, og ladning C = -12 mikro-Coulomb. Størrelsen og retningen af ​​den elektriske kraft på ladning B er…

Diskussion
Det er kendt :

Spurgte Størrelsen og retningen af ​​den elektriske kraft på ladning B
Jawab :
Den elektriske kraft på ladning B er resultanten af ​​den elektriske kraft mellem ladninger A og B og den elektriske kraft mellem ladninger B og C.
Den elektriske kraft mellem ladningerne A og B :

Ladning A er negativ, og ladning B er positiv, så Coulomb-kraftens retning er mod ladning A og væk fra ladning B (til venstre).
Den elektriske kraft mellem ladningerne B og C :

Ladning B er positiv, og ladning C er negativ, så Coulomb-kraftens retning er mod ladning C og væk fra ladning B (til højre).
Resulterende elektrisk kraft på ladning B :
Retning F_AB til venstre og retning F_BC til højre.
F_B =F_AB - F_BC = 675 N – 125 N = 550 Newton.
Retningen af ​​den resulterende elektriske kraft på ladning B (F_B) = retningen af ​​den elektriske kraft F_AB, nemlig mod ladning C (mod højre).

4. Elektrisk ladning +Q₁ = 10 mikro-Coulomb, +Q₂ = 50 mikro-Coulomb og Q₃ adskilt som vist på billedet. Således at den elektriske kraft, der virker på ladningen Q₂ = nul så er ladningen Q₃ er…

Diskussion
Det er kendt :
Opladning 1 (q₁) = +10 μC = +10 x 10^-6 Coulomb
Opladning 2 (q₂) = +50 μC = +50 x 10^-6 Coulomb
Afstanden mellem ladning 1 og 2 (r₁₂) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
Afstanden mellem ladning 2 og 3 (r₂₃) = 6 cm = 0,06 m = 6 x 10^-2 m
Den resulterende elektriske kraft på ladning 2 (F₂) = 0
Spurgte : ladning 3 (q₃)
Jawab :
Den elektriske kraft på ladning 2 er resultanten af ​​den elektriske kraft mellem ladning 1 og 2 med den elektriske kraft mellem ladning 2 og 3.
Den elektriske kraft mellem ladning 1 og 2 :

Ladning 1 er positiv, og ladning 2 er positiv, så retningen er F₁₂ er mod ladning 3 (til højre).
Den elektriske kraft mellem ladning 2 og 3 :

Ladning 2 er positiv, og ladning 3 er positiv, så retningen er F₂₃ er mod ladning 1 (til venstre).
Resulterende elektrisk kraft på ladning 2 = 0 :
Retning F₁₂ til højre og retning F₂₃ til venstre.

5. På billedet til siden er den frastødende kraft, som de to ladninger oplever, 144 N, så afstanden mellem de to ladninger er… (1 μC = 10^-6 C og k = 9.10⁹ nm².C^-2)

A. 4 cm

B. 5 cm

Ca. 8 cm

D. 10 cm

Ø. 12 cm

Diskussion

Det er kendt, at:

Elektrisk kraft (F₁₂) = 144 N

Opladning 1 (q₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

Opladning 2 (q₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Coulombs konstant (k) = X 9 10⁹ nm².C^-2

C = Coulomb, N = Newton, m = meter

Spurgte: Afstanden mellem de to ladninger (r)

Svar:

Coulombs lovformel:

Beskrivelse: F = elektrisk kraft, k = kCoulomb-konstant, q = elektrisk ladning, r = afstanden mellem de to elektriske ladninger.

Afstanden mellem de to ladninger (r) = 5 x 10^-2 meter = 5 x 10^-2 x 10² centimeter = 5 centimeter.

Det rigtige svar er B.

6. To elektriske ladninger er vist i figuren nedenfor. Hvis Coulomb-kraften, som begge ladninger oplever, er 3,6 N, så er afstanden mellem de to ladninger… (1 μC = 10^-6 C og k = 9.10⁹ nm².C^-2)

A. 30,0 cm

B. 27,0 cm

Ca. 9,0 cm

D. 3,0 cm

Ø. 0,3 cm

Ø. 12 cm

Diskussion

Det er kendt, at:

Elektrisk kraft (F₁₂) = 3,6 N

Opladning 1 (q₁) = 9 μC = 9 x 10^-6 C

Opladning 2 (q₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Coulombs konstant (k) = X 9 10⁹ nm².C^-2

C = Coulomb, N = Newton, m = meter

Spurgte: Afstanden mellem de to ladninger (r)

Svar:

Coulombs lovformel:

Beskrivelse: F = elektrisk kraft, k = kCoulomb-konstant, q = elektrisk ladning, r = afstanden mellem de to elektriske ladninger.

Afstanden mellem de to ladninger (r) = 0,3 meter = 0,3 x 100 centimeter = 30 centimeter.

Det rigtige svar er A.

7. Tre punktladninger er placeret i hjørnerne af en trekant, som vist på figuren. Størrelsen af ​​Coulomb-kraften i punkt A er… (k = 9.10⁹ nm².C^-2; 1 μ = 10^-6)

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

D. 90√2 N

E. 100√2 N

Diskussion

Det er kendt, at:

Ladning A (q_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

Ladning B (q_B) = 8 μC = 8 x 10^-6 C

Ladning C (q_C) = 4,5 μC = 4,5 x 10^-6 C

Coulombs konstant (k) = X 9 10⁹ nm².C^-2

Afstanden mellem ladningerne A og B (r_AB) = 4 cm = 4 x 10^-2 meter

Afstanden mellem ladningerne A og C (r_AC) = 3 cm = 3 x 10^-2 meter

C = Coulomb, N = Newton, m = meter

Spurgte: Elektrisk kraft i punkt A

Svar:

Coulombs lovformel:

Beskrivelse: F = elektrisk kraft, k = kCoulomb-konstant, q = elektrisk ladning, r = afstanden mellem de to elektriske ladninger.

Elektrisk kraft i punkt A:

F_AB og F_AC danner en ret vinkel, så den resulterende kraft beregnes ved hjælp af formlen Pythagoras.

Det rigtige svar er D.

8. To objekter med en elektrisk ladning Q₁ og Q₂ i en afstand af r cm skaber den en frastødende kraft på 10 N. Så ladningen Q₁ forskudt, så den opståede kraft bliver 40 N. Konstanten k = 9 x 10⁹ nm².C^-2, så er ladningen Q₁ skal flyttes af…

A. 1/2 r væk fra Q₂

B. 1/2 r nærmer sig Q₂

C. 1 r bevæger sig væk fra Q₂

D. 2 r nærmer sig Q₂

E. 2 r bevæger sig væk fra Q₂

Diskussion

Det er kendt, at:

Afstand Q₁ og Q₂ = r cm

Frastødningskraft (F) = 10 N

Hvis ladningen Q₁ forskudt, frastødende kraft (F) = 40 N

Konstant (k) = 9 x 10⁹ nm².C^-2

Spurgte: opladning Q₁ skal flyttes af…

Svar:

Formel for elektrisk kraft:

F = kQ₁ Q₂ / r²

Afstanden (r) er omvendt proportional med kraften (F). Det betyder, at hvis kraften er større, vil afstanden mellem ladningerne være mindre. Så ladningen Q₁ skal flyttes nærme sig opladning Q₂.

Det rigtige svar er B.

9. Elektrisk ladning +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 μC og q₁ adskilt som vist på billedet. Således at Coulomb-kraften, der virker på ladningen q₂ = nul så er ladningen q₁ er …
A. +2 μC
B. –2 μC
C. +5 μC
D. –5 μC
E. +8 μC
Diskussion:
Det er kendt :
+q₃ = 20 μC
+q₂ = 10 μC
Spurgte :
q₁ =?
Jawab :
Ved opladning q₂ arbejdsstyrke F₂₃ og F₂₁, hvor F₂₃ rettet mod venstre. Således at den resulterende kraft, der virker på q₂ lig med nul, så q₁ skal være positiv, så kraften F₂₁ på vej mod højre.
Opladning q₁ = +5 μC.
Det rigtige svar er C.

10. Tre elektriske ladninger +q₁= 5 μC, +q₂ = 10 μC og +q₃ = 10 μC i en linje. Hvis a = 10 cm, så er størrelsen og retningen af ​​den elektriske kraft, der virker på ladningen q₂ er… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2)

A. 7,5 N mod q₁
B. 11,25 N mod q₂
C. 15 N mod q₁
D. 22,5 N mod q₁
Ø. 78,75 N mod q₁
Diskussion:
Det er kendt :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 μC og q₃ = 10 μC
a = 0,1 m

Spurgte :
Størrelsen og retningen af ​​den resulterende Coulomb-kraft på q₂ ?
Jawab :
Der er to Coulomb-kræfter, der virker på q₂, nemlig F₂₁ og F₂₃, hvor retningerne af disse to kræfter er modsatrettede. q₁ positiv og q₂ positiv, således at kraften F₂₁ på vej til højre (mod q)₃). q₂ positiv og q₃ positiv, således at kraften F₂₃ på vej til venstre (mod q)₁).

Størrelsen af ​​den resulterende elektriske kraft = 90 N – 11,25 N = 78,75 N.
Retningen af ​​den resulterende kraft er den samme som retningen af ​​kraft F₂₃, mod q₁.
Det rigtige svar er E.